據(jù)預(yù)測，到2020年，中國長輸油氣管道總里程將超過15萬公里。巨大管線安全輸送的背后，有著無數(shù)科研人敬業(yè)奉獻的技術(shù)支撐。由中國石油天然氣管道局牽頭，聯(lián)合中國石油管道公司、中國石油管材研究所、中國石油大學(xué)（北京）共同組建，數(shù)百位杰出管道專業(yè)技術(shù)人才組成的便是其中的代表。
    燃氣灶上跳動的火焰、發(fā)動機里燃燒的汽油，還有深入生活方方面面的化工產(chǎn)品，這些都離不開石油和天然氣。正是巨量油氣資源作為強力的后盾，才讓我們有了日益豐富的生活。每天，油氣通過西氣東輸、西油東送等工程的漫長管線，源源不斷地支援著我們的生活。
    油氣管道輸送是國民經(jīng)濟正常運行的重要保障，據(jù)預(yù)測，到2020年，中國長輸油氣管道總里程將超過15萬公里。巨大管線安全輸送的背后，有著無數(shù)科研人敬業(yè)奉獻的技術(shù)支撐。由中國石油天然氣管道局牽頭，聯(lián)合中國石油管道公司、中國石油管材研究所、中國石油大學(xué)（北京）共同組建，數(shù)百位杰出管道專業(yè)技術(shù)人才組成的油氣管道輸送安全國家工程實驗室便是其中的代表。
    突破“1422”
    今年5月，俄羅斯天然氣工業(yè)公司與中國石油簽署了對華供氣合同，其中規(guī)定：2018年起，俄羅斯將通過中俄東線天然氣管道向中國供氣，輸氣量逐年增加，最終達到每年380億立方米，運輸量甚至超過了西氣東輸部分工程。大氣量的輸送，使得輸氣管道的口徑將要達到1422mm，而管道口徑的增加意味著管線建設(shè)、維護等一系列涉及施工、管理的標準各方面都要做出新的調(diào)整，這對我國管道建設(shè)的技術(shù)水平提出了新的考驗。
    而油氣管道輸送安全國家工程實驗室，早就對此未雨綢繆。針對工程需要大規(guī)模應(yīng)用的D1422大口徑鋼管設(shè)計及施工技術(shù)要求，實驗室集中科技力量，夜以繼日頑強攻關(guān)，只用了不到一年的時間，就研制出了D1422內(nèi)焊機、外焊機、焊接工程車、機械化補口裝備、運布管車等一系列新規(guī)格建設(shè)裝備42臺（套）；并為將承受更高壓力的管線，設(shè)計制造出了更高規(guī)格的管道壓力元件。在工程技術(shù)、工程設(shè)備上取得突破的同時，實驗室還制定了D1422管道線路工程的設(shè)計規(guī)范和施工方案，為全新管線的架設(shè)規(guī)范了施工標準。以完備的大口徑、大輸量管道建設(shè)能力，為國家能源的戰(zhàn)略部署保駕護航。
    攻克“0.8”
    技術(shù)的創(chuàng)新，還為節(jié)約成本、提高效率，打破國外技術(shù)壟斷奠定了堅實的基礎(chǔ)。
    在西氣東輸三線西段的管道建設(shè)過程中，國內(nèi)首次采用了0.8設(shè)計系數(shù)，而設(shè)計系數(shù)，是決定管道最高允許壓力的設(shè)計參數(shù)。0.8設(shè)計系數(shù)能在不降低系統(tǒng)安全的前提下減少管道用鋼量、增加輸氣量、節(jié)約建設(shè)成本。據(jù)介紹，如將管道系數(shù)提至0.8，能在設(shè)計壓力與輸量在不變的情況下，讓管道壁厚降低，減少鋼材用量。新標準如能實現(xiàn)，在與國際標準接軌的同時，可為我國每年節(jié)省下數(shù)十億元的建設(shè)成本。
    但是，設(shè)計系數(shù)的改變，直接帶來的是鋼材、卷板、焊接、下溝、打壓等一系列工藝的變化。對于施工企業(yè)來說，這意味著要把半自動焊改為全自動焊。而國內(nèi)的管道焊接技術(shù)，讓0.8設(shè)計系數(shù)管道的建設(shè)面臨了難題。“在半自動焊無法滿足焊接工藝要求，手工焊效率極低的情況下，如果完全靠進口自動焊機，必定要增加施工成本。”中國石油天然氣管道科學(xué)研究院院長徐昌學(xué)表示。
    為了擺脫對國外技術(shù)的依賴，由該實驗室自主研制的單焊炬外焊機、雙焊炬外焊機、內(nèi)焊機及時登臺亮相，并首次在工程中投入大規(guī)模應(yīng)用。與來自于美國、英國、意大利、加拿大的自動焊機同臺競技，日最高焊接紀錄達到60道口。“日臻成熟的自動焊技術(shù)及裝備應(yīng)用，終于打破了長期以來的國外技術(shù)壟斷局面，擺脫了對國外技術(shù)的依賴，使中國管道國產(chǎn)化建設(shè)取得了重要突破。”徐昌學(xué)院長告訴科技日報記者。
    實驗技術(shù)20余項
    “油氣管道輸送安全國家工程實驗室建設(shè)的初衷就是提高管道輸送安全技術(shù)水平、保障國家油氣管道安全運行。”徐昌學(xué)說。由中國石油天然氣管道局牽頭，聯(lián)合中國石油管道分公司、中國石油石油管工程技術(shù)研究院、中國石油大學(xué)（北京）合作建立了油氣管道輸送安全國家工程實驗室下屬的7個專業(yè)實驗室，共涉及管道工藝、材料、焊接、防腐、檢測、安全預(yù)警、維搶修及完整性管理技術(shù)領(lǐng)域。自2011年國家工程實驗室通過驗收以來，各科研團隊取得了豐碩的成果，鉆研出了20余項實驗技術(shù)，并突出形成了7個領(lǐng)域中的九大特色技術(shù)。
    據(jù)徐昌學(xué)介紹，油品及天然氣減阻增輸技術(shù)，是通過向油氣中添加減阻劑，從而降低管道壓力，為管道節(jié)能、降耗、增輸和安全運行提供有效支持。
    填補了國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域空白的油氣管網(wǎng)仿真與優(yōu)化技術(shù)，能通過計算機對管網(wǎng)和主要設(shè)備在各種工況下的全方位狀態(tài)進行模擬，快速預(yù)測實際管道運行的變化過程，為管道安全、經(jīng)濟運行提供系統(tǒng)解決方案。
    油氣管道失效控制技術(shù)則是通過結(jié)合技術(shù)成果、理論分析和現(xiàn)場試驗，形成了一整套管道應(yīng)對失效控制解決方案；而解決了眾多建造難題的油氣管道高效焊接技術(shù)，則包含了以管道全位置激光/電弧復(fù)合焊焊機為代表的多種先進管道焊機，緊追國際前沿。
    新型防腐材料、防腐涂料、涂裝工藝等構(gòu)成了油氣管道外防腐和內(nèi)涂層技術(shù)，延緩管道銹蝕；油氣管道清管、變形檢測、腐蝕檢測技術(shù)，涵蓋了對管道內(nèi)部的清理、對管道變形、腐蝕部位的監(jiān)測，為管線的安全維護提供堅實保障；包含管道光纖安全預(yù)警和管道聲波預(yù)警的油氣管道安全預(yù)警技術(shù)，實時無間隔監(jiān)測管道沿途的振動信號與管道產(chǎn)生的異常聲波信號，幫助檢測中心對管線及時對管線遭受到的多種威脅做出反應(yīng)。
    “油氣管道不停輸封堵技術(shù)能使管道在不暫停運輸?shù)臓顟B(tài)下進行帶壓搶修，完成換管、修補等特殊作業(yè)。”徐昌學(xué)介紹道，“油氣管道完整性管理技術(shù)通過風(fēng)險識別、檢測評價、維護維修、效能管理等業(yè)務(wù)流程實現(xiàn)對在役管道全生命周期的閉環(huán)管理，成為風(fēng)險控制、資源優(yōu)化的決策支持工具和管道資產(chǎn)安全、經(jīng)濟、科學(xué)運維的業(yè)務(wù)支撐平臺。”
    豐富的技術(shù)儲備、配套先進裝備的研制，使得實驗室在行業(yè)中處于技術(shù)領(lǐng)軍地位，也為日后在管道市場競爭中的話語權(quán)、穩(wěn)定的市場地位，打下了牢固的基礎(chǔ)。
    核心團隊百余人
    優(yōu)異的技術(shù)、學(xué)術(shù)成果，離不開高質(zhì)量的專業(yè)研究隊伍。3名院士、10名教授和教授級高級工程師等共16位油氣管道領(lǐng)域的資深專家，組成了實驗室學(xué)術(shù)委員會，為實驗室的研究、工作提供專業(yè)的指導(dǎo)。實驗室還形成了學(xué)術(shù)帶頭人和技術(shù)專家為核心的研究團隊，其中有中國石油集團公司高級技術(shù)專家6人，教授和教授級高級工程師23人，副教授和高級工程師82人。
    例如，作為課題長、技術(shù)骨干，中國天然氣管道科學(xué)研究院施工裝備研究所所長張鋒自2011年以來，先后承擔(dān)完成管道局科研項目14項，集團公司科研項目4項，建設(shè)分公司科研項目3項，獲得國家專利22項，在國內(nèi)著名期刊發(fā)表專業(yè)論文10多篇，參與4項標準的編寫工作。
    同時，實驗室還承擔(dān)了專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)任務(wù)，堅持“高標準、嚴要求”的準則，培養(yǎng)具有深厚的研究能力、優(yōu)秀的綜合素質(zhì)、具有廣闊視野和國際學(xué)術(shù)交流能力的綜合性技術(shù)人才。實驗室每年培養(yǎng)碩士、博士50—60人；并依托博士后科研工作站，培養(yǎng)了博士后19名，目前在站博士后16名，已出站3名，取得的研究成果也為相關(guān)的課題研究提供了有力支持。
    這其中，2010年畢業(yè)于北京航空航天大學(xué)材料學(xué)專業(yè)的姚登樽博士，作為“80后”，沒有選擇留在“北上廣”，而是投身于管道科研領(lǐng)域，和他的科研團隊終于突破了環(huán)焊縫缺陷評估的各種技術(shù)難關(guān)，搭建起了環(huán)焊縫缺陷評估平臺方法。
    油氣管道輸送國家工程實驗室還堅持“開放、流動、聯(lián)合”的原則，與美國、英國、丹麥、挪威等國以及中國科學(xué)院、清華大學(xué)、南開大學(xué)、國防科技大學(xué)等國內(nèi)外知名科研機構(gòu)和高校院所建立了良好的合作關(guān)系。開展廣泛的技術(shù)、學(xué)術(shù)、成果交流，多次組織和承辦了國內(nèi)外學(xué)術(shù)研討會、技術(shù)交流會。同時實驗室還參與了中緬管道工程、緬甸—泰國管道工程、中亞管道工程等國際項目的技術(shù)評定、工程評價及新產(chǎn)品開發(fā)等工作，將先進的技術(shù)與管理規(guī)范推出了國門。記者 劉燕廬 滕繼濮